JPH02309371A - 接触帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電圧を印加した帯電用部材を面移動駆動され
ている被帯電体面に接触させて被帯電体面を帯電（除電
も含む）させる接触（直接）帯電装こに関する。

（従来の技術） 便宜上、電子写真装置・静電記録装置等の画像形成装置
を例にすると、該装置において像担持体としての電子写
真感光体・静電記録誘電体などの面を均一に帯電処理す
る工程を実行する手段機器としては従来はコロトロンや
スコロトロン等ノコロナ放電装置が広く利用されている
。これは金属ワイヤや放電針等の故Ｔ１１ｔ電極に高電
圧（例えばＤＣ５〜８ＫＶ）を印加し発生するコロナを
被帯電体たる像担持体（以下感光体と記す）の面に作用
させて帯電させるものである。

しかしコロナ放電器は、高価な高圧電源を必要とする、
それ自体や高圧電源のシールド空間等のスペースを必要
とし、又コロナ発生時にオゾンやＮＯｘ等のコロナ生成
物の発生が多く、その対処のための付加手段・機構を必
要とし、それ等が装置を大型化・高コスト化等する因子
となる、発生するコロナ生成物により感光体表面に変質
を生じて画像ボケや劣化を進行させたり、放電ワイヤ汚
れにより画像品質に悪影響があられれ１画像白抜けや黒
スジを生じる、電力的にも感光体面に向う電流はその５
〜３０％にすぎず、殆どがシールド板に流れ帯電手段と
しては効率の悪い、などの問題点を有している。

そこで近時は問題点の多いコロナ放電器の代りに接触帯
電方式の採用が検討されている。接触帯電は被帯電体面
に電源により電圧を印加した導電性部材（帯電用部材）
を接触させることにより波帯′這体面に電荷を直接注入
して被帯電体面を所定の電位に直接帯電するもので種々
研究され多数提案されており（特開昭５８−９１２５３
．同５Ｅｌ−１０４３５１。

同５１１８５１１３Ｅｉ　、同５８−１９４３４９　、
同５７−１７８２８７、同５８−４０５６８、同５８−
１３９１５６　、同５８−１５０９７５　、同６０−１
４７７５８等）、低電圧化できる。コロナ生成物の発生
がほとんどない、構成が簡単簡素である等の特徴を有す
る。

（発明が解決しようとする問題点） しかし実際には感光体を上記のような接触帯電法により
帯電処理しても感光体表面の各部均一な帯電はなされず
、班点状の帯電ムラを生じる０例えば反転現象方式では
その班点状の帯電ムラ状態の感光体に光像露光以下のプ
ロセスを適用しても出力画像は班点状の帯電ムラに対応
した班点状の黒点画像となり、正現象方式では班点状の
ムラに対して班点状の白点画像となり、高品位な画像は
得られていないといった欠点があった。このため、直流
電圧と交流電圧を重畳することにより、帯電の均一化を
計ることが提案されているが（特願昭６１−２９８４１
９等）、ゴム等に導電性粒子を分散させた帯電用部材の
場合には、導電性粒子の分散の不均一性のために、帯電
ムラが除去されず。

また、印加電圧を高くすると部分的に高電圧がかかり感
光体にピンホールがおいてしまうという欠点があった。

本発明は同じく接触帯電装置であるが、被帯電体面を均
一帯電処理できるようにして、画像形成装置にあっては
該接触帯電装置を像担持体面の均一帯電処理装置として
支障なく採択して帯電の不均一による班点状のかぶりの
ない高品質な画像・　を安定に出力させることを可能に
することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、電圧を印加した帯電用部材を面移動駆動され
ている被帯電体面に接触させて被帯電体面を帯電させる
接触帯電装置であり、帯電用部材を被帯電体面との接触
を保たせて被帯電体の面移動方向に順方向に面移動駆動
させ、該帯電用部材の面移動速度が被帯電体面の面移動
速度の１倍以上８倍以下である。ことを特徴とする接触
帯電装置である。

また本発明は上記の接触帯電装置について、帯電用部材
と被帯電体との接触圧力が１０〜１０〜１００ｇ／ｃｍ
であること、帯電用部材は２層以上の多層構成体である
こと、帯電用部材の被帯電体面に接２　　　／↓ 触する層の体積抵抗が１０〜１０Ω・Ｃ＠であ、′５こ
と２などを特徴としている接触帯電装置である。

（作用） 即ち？ｉＦ電用部用部材帯電体面との接触を保たセて被
帯電体の面移動方向に順方向に面移動駆動させ、該帯電
用部材の面移動速度を被帯電体面の面移動速度の１倍以
上８倍以下、好ましくは、１．１〜６倍に設定して接触
帯電を実行させることで、連続的に均一な帯電性能が安
定に得られ、画像形成装置においては該接触帯電装置を
像担持体面の均一帯電処理手段として用いて帯電の不均
一による班点状のかぶりのない高品質な画像を安定に出
力させることができることを知見して本発明を完成した
ものである。

帯電用部材の面移動速度が被帯電体の面移動速度に比べ
て上記の倍率範囲より遅いと被帯電体の帯電電位が低下
するという弊害が生じる。またと記の倍率範囲に比べて
遅すぎると、帯電用部材と被帯電体の摺擦により傷がつ
きやすくなる、また互いの表面が削れてしまい帯電不良
、被帯電体の繰返し使用耐久低下、像担持体にあっては
耐刷枚数の減少などの弊害が生じる。また、帯電用部材
と被帯電体の接触圧力は弱すぎると接触不良による帯電
ムラを生じ、接触圧力が強すざると摩耗による帯電不良
、被帯電体の繰返し使用耐久低下、像担持体にあっては
耐刷枚数の減少などの弊害が生じるため、接触圧力は１
０〜１００ｇ／Ｃｍが好ましい。

帯電用部材の層構成は単層構成にした場合には、樹脂・
ゴムなどの誘電体中にカーボン・金属を分散させるため
これらの物質が帯電用部材表面に存在することになりそ
れが均一な帯電の障害要素となり帯電ムラ・リーク放電
・被帯電体のピンホールの発生などの弊害が生じやすく
なることにもなるので１層構成としては少なくとも、導
電層参表面層の２層以上の多層構成からなることが好ま
しい。

Ω・ｃｍであることが好ましく１０ＱＩＩＣ層以下の場
合には帯電用部材に過剰な電流が流れるため帯電用部材
に印加した電圧が降下し、帯゛尼不良を生じさせ、画像
形成装置の場合、正現象では白抜は画像となり１反転現
象では黒かぶり画像となり画質の低下が見られるように
なる。また　１０Ω・０１１以上の場合には特公昭５Ｏ
−１３Ｈ１に示されるように４ＫＶ以上の高圧を印加し
ないと帯電が行なわれず、帯電効率が悪い、また、この
ような高電圧で使用すると帯電のさいに発生するオゾン
、ＮＯｘなどの生成物が多く、画像形成装置の場合を士
画像ボケ、流れなどの悪影響を及ぼす、これに対し。

！ 表面層の体積抵抗を１０〜１０Ω・ｃｍにすれば低電圧
での均一帯電が可能になり５画像欠陥も改善された。

（実施例） 第１図は本発明に従う接触帯７１！装置を像担持体の均
一帯電処理手段として使用した画像形成装置の一例の概
略構成図である０本例の画像形成装置は回転ドラム型の
感光体を用いる転写式電子写真装と（複写機・レーザー
プリンタ）である。

ｌは支軸１ａを中心に矢示Ａの時計方向に所定の周速度
（プロセススピード）をもって回転駆動される像担持体
としてのドラム型電子写真感光体（セレン・硫化カドミ
ウム・酸化亜鉛・アモルファスシリコン・有機光導電体
など）である。

２は接触帯電用部材であり、本例はローラ型の帯電用部
材である（以下帯電ローラと記す）、該帯電ローラ２は
感光体１面に所定の圧力（例えば１０〜１００ｇ７ｃｍ
）をもって抑圧接触させてあり、不図示の駆動手段によ
り感光体１の面移動方向に順方向の矢示Ｂの反時計方向
に本発明に従って感光体ｌの面移動速度の１倍〜８倍、
好ましくは１．１〜６倍の範囲で設定した所定の周速度
をもって回転駆動される。

２０はこの帯電ローラ２に対する電圧印加源であり、帯
電ローラ２はこの電圧印加源２０により所定電位の直流
電圧、或いは直流電圧と交流電圧との重畳電圧の印加を
受け、感光体１面が所定の電位に接触帯電処理されてい
く。

帯電処理を受けた感光体１面は露光位置３において不図
示の露光手段により目的画像情報の露光Ｌ（原稿画像の
結像露光などのアナログ露光処理、レーザー走査露光、
ＬＥＤアレイや液晶シャッタアレイなどによる走査露光
などのデジタル露光処理）を受ける。この露光りにより
感光体１面に露光パターンに対応した静電潜像が形成さ
れる。その潜像は現像器４でトナー画像として現像され
て転写手段としての転写用帯電器６の位置へ至る。

一方、不図示の給紙部からガイド５を通して転写材Ｐが
感光体ｌと転写用帯電器６との間の転写部位に感光体ｌ
の回転と同期取り（画像レジストレーション）されて給
送され、その給送転写材面に対して転写部位にて感光体
１面側のトナー画像が順次に転写されていく。

画像転写を受けた転写材は感光体１面から分離されて不
図示の定着手段へ導入されて画像定着処理を受ける０画
像転写後の感光体１面はクリーニング装置７で転写残り
トナーなどの残留付着汚染物が除去されて清掃されて繰
返して画像形成に供される。

〈使用した感光体１〉 本例において使用の感光体重は下記のようにして調製し
た有ｍ感光体である。

感光体の導電性基体として、肉厚０．５ｓ＋ｓでφ８０
Ｘ３６０＋ｕｉのアルミニウムシリンダーを用意した。

次に共重合ナイロン（商品名：　０Ｍ８０００、東し輛
製）４部およびタイプ８ナイロン（商品名：ラッカドマ
イド５００３、大日本インキ株製）４部をメタノール５
０部、ｎ−ブタノール５０部に溶解し、上記シリンダー
周面に浸漬塗工して０．６ルｍのポリアミド下引き層を
形成した。

次に下記構造式のジスアゾ顔料を１０部、およびポリビ
ニルブチラール樹脂（商品名：ニス９フフＢＭ２．Ｍ水
化学輛製）１０部をシクロヘキサノン１２０部とともに
サンドミル装訝で１０時間分散した０分散液にメチルエ
チルケトン３０部を加えて上記下引き層上に塗布し、０
．１５μｍの電荷発生層を形成した。

次に、ポリカーポネー）Ｚ樹脂（三菱瓦斯化学［ｉ！り
の重量平均分子量１２万のもの１０部を用意し、下記構
造式のヒドラゾン化合物 １０部とともにモノクロルベンゼン８０部に溶解した。

これを上記電荷発生層上に塗布して、２０ｊＬｍの電荷
輸送層を形成し、有機感光体を作製した。

く使用した帯電ローラ２） 接触帯電用部材としての帯電ローラ２は芯材２ａのうえ
に導ＴｒＬ層２ｂを設け、必要に応じて接着層、表面層
２Ｃを！！ｉ層させた構成を持つ。

芯材２ａとしては鉄・銅・アルミ・ステンレスなどの金
属、カーボン分散樹脂、金属粒子分散樹脂などの導電性
材料を用いることができる。

導′Ｉ′Ｉｔ層２ｂは体積抵抗が１０Ω・Ｃｍ以下の導
電性粒子分散層、導電性樹脂層を用いることができる。

導電層の層厚は１ｍｍ以上設けることが好ましし〜。

導電性粒子分散層はカーボンブラック粒子・アルミ粒子
・ニッケル粒子・酸化チタン粒子・酸化スズ粒子などの
導電性粒子をクロロブレンゴム−イソプレンゴム−ＥＰ
ＤＭゴムΦポロウレタンゴム拳エポキシゴム−ブチルゴ
ムなどに分散したものを用いることができる。

脂または導電性粒子分散層を用いることができ、膜厚は
１０〜５００ＡＬｍが適当である。

表面層の樹脂としてエチルセルロース・ニトロセルロー
スφメトキシメチル化ナイロン・エトキシメチル化ナイ
ロン・ポリビニルピロリドン書カゼインなどが挙げられ
る１表面層の導電性粒子分散樹脂としては、導電性粒子
としてカーボンブラック粒子・アルミ粒子・ニッケル粒
子・酸化チタン粒子・酸化スズ粒子などをポリエステル
・酪酸ビニル塩化ビニル共重合体−ポリメタクリル酸メ
チルなどの樹脂中に分散して用いることができる。

本例で使用した帯電ローラ２は下記のようにして調製し
たものである・ まず、φ５Ｘ３６０ｍｍの鉄芯２ａを軸に、クロロブレ
ンゴムｉｏｏｇｚ部にカーボンブラック粒子１０重量部
を分散し、φ３０Ｘ３３０ｍｍになるように溶解成型し
導電層２ｂを形成する０次にメトキシメチル化ナイロン
−６（メトキシメチル化率３０％）１０重量部をメタノ
ール９０重量部に溶解し、導電層２ｂのとに浸ｇｉ塗工
し、塗布乾燥後の膜厚が１１００ＩＬとなるように表面
層２ｃを設け、２層構成の帯電ローラ２を作成した１表
面層２Ｃの体積抵抗はｌｏｏｓｃｍであった。

〈実施例１〉 上記の感光体ｌおよび帯電ローラ２を用いてキャノン輛
製ＮＰ−３５２５改造機を用いて感光体の暗部電位、明
部電位１画像欠陥の程度（０゜×、Δの評価で示す、）
を測定した。帯電ローラ２に印加した直流電圧は一７５
０Ｖ、交流ピーク間電圧１５００Ｖ、面移動速度（回転
周速度）は感光体１の面移動速度の１．１倍とした。ま
た、接触圧力は５０ｇ／ｃｍとした。均一な帯電性能の
評価として２０ＪＬｍの絶縁性フィルムの帯電電位も測
定した。このような条件で５０００枚の通紙を行なった
ところ、帯電性能の低下もなく、また班点状の白点画像
も発生せず１画質の低下は見られなかった。電位データ
は表１に示す。

〈比較例１〉 前記実施例１と同様な構成において、帯電ローラ２の面
移動速度を感光体ｌの面移動速度の０．８倍に変えて実
施例１と同様な実験を行なったところ感光体の帯電電位
が低下し、帯電ムラが生じた。また、班点状の白点画像
が１枚目から発生し画質の著しい低下が見られた。

〈実施例２．３〉 実施例１と同様な構成で、帯電ローラ２の面移動速度を
感光体ｌの面移動速度の３倍、６倍に変えて実施例１と
同様な実験を行なったところｉｉ！ｉ質の低下は見られ
ず、良好な画像が得られた。

〈比較例？〉 前記実施例１と同様な構成において、帯電ローラ２の面
移動速度を感光体ｌの面移動速度の１０倍に変λ、て実
施例１と同様な実験を行なったところ、３０００枚通紙
したところで帯電ローラ２の表面層２Ｃの摩耗および傷
による電気的なリークが生じ、感光体ｌの帯電電位が低
下し帯電ムラが生じた。また、班点状の白点画像が発生
し画質の著しい低下が見られた。

〈実施例４，５〉 実施例１と同様な構成で帯電ローラ２の面移動速度を感
光体ｌの面移動速度の１倍、８倍に変えて実施例１と同
様な実験を行なったところ若干、画質の低下は見られた
ものの、はぼ良好な画像が得られた。

〈実施例６〉 実施例１と同様な構成で、帯電ローラ２と感光体ｌの接
触圧力を１０ｇ／ｃｍにして実施例１と同様な実験を行
なったところ画質の低下は見られず、良好・な画像が得
られた。

〈比較例３〉 実施例６と同様な構成で、帯電ローラ２と感光体１の接
触圧力を８．０ｇ／ｃｍにして実施例１と同様な実験を
行なったところ帯電ローラと感光体の接触不良による帯
電ムラが発生し、画質の低下は見られなかった。

〈実施例７〉 実施例６と同様な構成で、帯電ローラ２と感光体ｌの接
触圧力を１００ｇ／ｃｍにして実施例１と同様な実験を
行なったところ画質の低下は見られず、良好な画像が得
られた。

〈比較例４〉 実施例６と同様な構成で、帯電ローラ２と感光体１の接
触圧力を１１０　ｇ／ｃ■にして実施例１と同様な実験
を行なったところ帯電ローラと感光体の摺擦により帯電
ローラ２の表面が摩耗し、これによる帯電ムラが発生し
２画質の低下は見られなかった。

〈実施例８．９〉 実施例１と同様な構成で、帯電ローラ２の表面ａ 抵抗を１０Ω・Ｃ露、１０Ωａｃｗにして実施例１と同
様な実験を行なったところ画質の低下は見られず、良好
な画像が得られた。

〈比較例５） 実施例１と同様な構成で、帯電ローラ２の表面！ 抵抗をＬＯΩ・ｃｍにして実施例１と同様な実験を行な
ったところ、１０００枚通紙したところで帯電ローラと
感光体の摺擦により帯電ローラの表面が摩耗し、これに
より帯電ローラの異常放電が発生し、帯電ムラによる画
質の低下は見られなかった。

〈比較例６） 実施例１と同様な構成で、帯電ローラ２の表面抵抗を１
０Ω・ＣＩにして実施例１と同様な実験を行なったとこ
ろ正常な帯電特性が得られず、帯電ムラが初期から発生
し班点状の白抜は画像が発生し画質の低下が見られた。

（比較例７〉 帯電ローラ２として導電層２ｂのみの単層構成の部材を
作成し検討したが、帯電ムラの発生による班点状の白抜
は画像などの画質低下が見られた。

なお、接触帯電用部材２として実施例ではローラタイプ
のものを使用したが、第２図例や第３図例のように回動
ベルトタイプや走行ウェブタイプなどの形態のものとす
ることもできる。第２図ΦＭ４３図において、２１は接
触帯電用部材としての帯電ベルト２又は帯電ウェブ２を
被帯電体としての感光体１面に所定に圧接させる導電材
製のバックアップローラ、２２・２３は帯電ベルトの懸
回ローラ対、２４・２５は帯電ウェブの巻戻しローラと
巻取リローラである。

また本発明の接触帯電装置は実施例のような電子写真複
写機またはプリンタに限らず、ＣＲＴプリンク、電子写
真式製版システム、静電記録装置、その他広く被帯電体
面を均−帯７ｆｔ（又は除電）処理するための手段・装
置として有効に用いることができる。

（発明の効果） 以上のように本発明の接触帯電装置によれば接触帯電方
式の利点を十分に生かして被帯電体面を連続的に安定に
均−帯′″ＦＬ（又は除電）処理することができ、電子
写真・静電記録等の画像形成装置にあっては帯電処理ム
ラによる画像不良のない高品質な画像を常に安定して得
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う接触帯電装置を利用した画像形成
装置の一例の概略構成図、第２図・第３図はそれぞれ接
触帯電用部材を回動ベルトタイプと走行ウェブタイプと
にした例の概略図である。 １は被帯電体としての感光体（像担持体）、２は接触帯
電用部材としての帯電ローラ（もしくは帯電ベルト・帯
電ウェブ）、２ａは導電性芯金（もしくは導電性のバッ
クアップローラ）、２ｂは導電層、２Ｃは表面層、２０
は電圧印加源。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）電圧を印加した帯電用部材を面移動駆動されてい
   る被帯電体面に接触させて被帯電体面を帯電させる接触
   帯電装置であり、帯電用部材を被帯電体面との接触を保
   たせて被帯電体の面移動方向に順方向に面移動駆動させ
   、該帯電用部材の面移動速度が被帯電体面の面移動速度
   の１倍以上８倍以下である、ことを特徴とする接触帯電
   装置。
2. （２）帯電用部材と被帯電体との接触圧力が１０〜１０
   ０ｇ／ｃｍであることを特徴とする請求項１記載の接触
   帯電装置。
3. （３）帯電用部材は２層以上の多層構成体であることを
   特徴とする請求項１記載の接触帯電装置。
4. （４）帯電用部材の被帯電体面に接触する層の体積抵抗
   が１０＾６〜１０＾１＾２Ω・ｃｍであることを特徴と
   する請求項１、同２、又は同３記載の接触帯電装置。